Уникальный пластырь: анализ пота вместо анализа крови

Профессор Джейсон Хайкенфилд с прототипом пластыря (слева) и следующей версией, передающей данные по Bluetooth

(фото University of Cincinnati).

Устройство состоит из электронной схемы, антенны связи, чипа-контроллера, а также микрофлюидной бумажной системы, исследующей пот

Процедура забора крови для анализа – весьма неприятна, к тому же образцы необходимо отправлять на анализ в лабораторию, так что больному приходится какое-то время ждать результаты. Однако теперь учёные из университета Цинциннати и научно-исследовательской лаборатории ВВС США разрабатывают систему, которая может отправить эту процедуру в прошлое.

Специальный пластырь способен собирать и передавать медицинские данные практически в режиме реального времени на основе анализа пота пациента. Для того, чтобы узнать результаты, потребуется всего лишь смартфон.

Профессор Джейсон Хайкенфилд с прототипом пластыря (слева) и следующей версией, передающей данные по Bluetooth
(фото University of Cincinnati).

Разработанный командой профессора Джейсона Хайкенфельда (Jason Heikenfeld) эластичный клейкий пластырь содержит электронную схему, антенну связи, чип-контролер и микрофлюидную бумажную систему для забора пота. С поверхности кожи потребуется собрать лишь совсем незначительную пробу.

Пот двигается через бумагу с микроскопическими каналами в течение какого-то времени, а супервпитывающий гидрогель, также входящий в состав чудо-пластыря, сохраняет его форму. Даже после нескольких часов сбора пота, гель набухает лишь на 2-3 миллиметра.

У такого пластыря нет собственного источника питания: он получает энергию от сигнала смартфона. После того, как телефон размещён достаточно близко, пластырь начинает работать, измеряя концентрацию ионов биомаркеров, присутствующих в поте.

Первый прототип устройства был разработан для измерения концентрации натрия и хлора в поте. Однако планируется, что будущие версии смогут определять электролиты, продукты обмена веществ, белки, малые молекулы и даже аминокислоты.

Устройство состоит из электронной схемы, антенны связи, чипа-контроллера, а также микрофлюидной бумажной системы, исследующей пот

Полученные данные будут передаваться по беспроводной сети в специальное приложение на смартфоне. Анализ концентрации ионов в биомаркере поможет выявить физическое состояние пациента. Это значит, что в один прекрасный день эту технологию можно будет использовать для таких приложений, как измерение уровня глюкозы в организме диабетиков, мониторинг состояния спортсменов, оценка состояния недоношенных младенцев, анализ уровня гормона стресса кортизола, а также для точной дозировки лекарства путём измерения метаболитов препарата в поте пациента.

Например, у спортсменов падение уровня электролитов может привести к болезненным судорогам. Сильные нагрузки нередко приводят к повреждению тканей, и такого рода анализ поможет вовремя выявить это и предотвратить.

Ожидается, что испытания простой версии системы на людях начнётся в самом конце 2014 года. Кроме того, уже почти завершена работа над вторым поколением пластырей.

Отчёт о своём проекте Хайкенфилд предоставил в статье для журнала IEEE Spectrum.